7.2. Непрямі методи вимірювання опорів. Метод амперметра і вольтметра

Опори можна вимірювати непрямим методом за допомогою амперметра і вольтметра за схемами, наведеними на рис. 7.3, із подальшим підрахунком вимірювального опору за законом Ома:

(7.4)

де U_B – покази вольтметра; І_А – покази амперметра.

Результат підрахунку за цією формулою (7.4) відрізняється від дійсного значення вимірюваного опору через власне спожи­вання енергії приладами. Метод амперметра-вольтметра застосо­вується для вимірювання опорів у колах постійного і змінного струмів. Точність визначення опорів цим методом залежить як від точності приладів, так і від схеми вмикання.

При вимірюванні відносно невеликих опорів (менших 1 Ом) схема на (рис. 7.3), а є кращою, оскільки вольтметр під'єднаний безпосередньо до вимірюваного опору R_х, а струм І_А, що вимірюєть­ся амперметром, дорівнює сумі струму у вимірюваному опорі І_х і струму у вольтметрі І_v, тобто І_A = Iх + I_V Оскільки І_x »І_v, то І_A ≈І_x

При вимірюванні відносно великих опорів (більше 1 Ом) кращою є схема на рис. 7.3, б, оскільки амперметр безпосередньо вимірює струм в опорі R_х, а напругу U_В, яка вимірюється вольтметром дорівнює сумі напруг на амперметрі U_А і на вимірюваному опорі U_х, тобто U_В = U_х + U_А. Оскільки U_х » U_А, то U_В » U_х .

Принципові схеми вмикання приладів для вимірювання повного опору елементів Z_х кола змінного струму методом амперметра-вольтметра ті ж самі, що і для вимірювання опорів Rx (рис. 7.3, а і б). В цьому випадку за виміряними значеннями напруги U_В і струму І_А визначають повний опір Z_x = U_В / I_A.

Очевидно, що цим методом не можна виміряти аргумент опору, що провіряється. Тому методом амперметра-вольтметра можна вимірювати індуктивності котушок і ємності конденсаторів, втрати в яких досить малі. В цьому разі

Для схеми на рис. 7.3, а, покази амперметра відповідають значенню струму І^, що більший від струму І_х на величину І_v. Точна формула для цієї схеми буде:

де R_В – опір вольтметра.

Другим членом у знаменнику цієї формули можна знехтувати, і потрібно користуватися формулою (7.4) тільки в тих випадках, коли опір вольтметра, принаймні, в 100 разів перевищує значення опору, який вимірюється.

у другій схемі (рис. 7.3, б) показам вольтметра U_B відповідає не падіння напруги U_x на вимірюваному опорі, а сума спадів напруг на R_x , і на обмотці амперметраU_x , тому точна формула для обчислень R_x буде:

(7.5)

де R_А - опір обмотки амперметра, яким можна знехтувати, якщо він менший, ніж 1 % від R_х.

Схема (рис. 7.3, а) має застосування у виробничих умовах, наприклад для вимі­рювання опорів обмоток електричних машин і трансформаторів, а друга схема (рис. 7.3, б) застосовується часто в лабо­раторних умовах при вимірюванні великих опорів.